船舶机舱通风系统的设计及分析

船舶机舱通风系统的设计及分析

马勇倪慧

扬州中远海运重工有限公司江苏扬州225000

摘要：船舶以及船舶动力装置是否正常运转，与之有着直接关系的是船舶的通风系统配置是否合理。当船舶的通风系统配置合理时，船舶的动力装置才能安全、可靠地运行。通过研究当前的船舶机舱的通风系统设计方法，可以了解船舶机舱通风系统设计上存在的优点和缺点，改善船舶机舱通风系统使之适应当代的船舶设计需要，提高船舶性能，提高机舱通风系统的设计水平。

关键词:船舶机舱；通风系统；设计及分析

船舶动力装置正常运转的基础有很多因素，包括供给足够的空气，主柴油机和辅助柴油机的共同运行，锅炉的燃烧和焚烧炉的燃烧，机舱设备的制冷（使空气冷却到适宜的程度）。在这些因素中，有一项最基本并最重要的因素，即足量的空气供给，只有在足量的空气供给下才能形成空气流，达到一定规模的空气流，才能使船舶动力装置正常运转。船舶通风系统，是为了满足这项性能的需求而设定的。动力装置中有一个重要的组成部分，就是船舶通风系统，同时它也是船舶制造过程中一个十分重要的环节。装置的主要设备，包括主机、辅助机器、焚烧炉等的技术性能影响了船舶动力装置能否正常工作。

1船舶机舱运行环境条件

1.1船舶机舱内的空间十分狭小，运行工作空间状况不佳，船舶机舱内的通风条件影响着船员的身体状况与工作状态。根据相关部门对船舶动力装置的控制形式的规定，机舱内情况分为三种，分别是“集控室有人值班”、“周期无人值班”、和机舱有人值班三种情况。机舱的环境对值班人员的影响是最大的，因此，应加强改善机舱内的通风环境，为工作人员提供充分的新鲜空气和合理适宜的机舱温度，考虑机舱内的通风管道的安装位置，在最大程度上降低噪音。建立机舱需要给定的环境条件有适宜的舱内温度与湿度、气流速度、空气洁净度等等，才能保证机舱的通风装置顺利运行，除此之外，还包括保证发动机、焚烧炉等在工作时有足够的空气量，做到以上条件有利于保证工作人员的工作环境和工作效率。

1.2在现代化的船舶机舱一般都装有集控室，在集控室可以掌握机器的情况，但实地的检查和维修也是必不可少的，因此需要巡回检查和设备检修，通风系统的运行有利于保持机舱内更好的工作环境。通风系统的运行还有利于维持足够的空气量，保证柴油机或焚烧机和锅炉等机器的正常工作。在机舱内有些机器带有热源性质，比如焚烧机和发动机的缸盖出会放热，机舱内的温度由此变高，通风系统的运行降低了机舱内的温度，使机舱内的温度保持在一个合适的水平位置，方便其他机器装置不受高温影响，更好地工作和运转。通风系统还可以排除机舱内的可燃气体、蒸汽和潮气等，提高安全保障程度。

2通风形式的类别

2.1常规机械通风、机械通风结合循环冷却装置通风和射流通风，是目前我国船舶机舱通风所采用的常规方法。通常是根据船舶的自身特点和需求，来考虑具体的方法的运用。在国际上，空气射流通风技术已被普遍广泛应用于船舶机舱通风系统。尤其是欧美及瑞士等国家和地区，已经将空气射流通风技术运用于除船舶通风系统之外的其他领域，有了显著的发展。当前我国的船舶机舱通风系统设计形式主要包括射流通风、循环冷却加新风系统和全新风系统三种。这三种形式的目标都是一致的，即改善机舱内的工作环境，使机舱达到一个适宜的温度，让工作人员和舱内机器更好地工作和运转。

2.2目前已有的通风形式包括全新风系统、循环冷却加新风系统和射流通风。全新风系统设计，采用风机将舱内的热气及浑浊空气排出舱外，并且将新鲜空气从舱外置换回来。全新风系统主要包括风机、空气过滤仪器和风管等设备，新风系统的过滤器应达到相关标准，满足工作需要。循环冷却加新风系统，主要利用了海水的比热容原理，海水的比热容比空气要大，因此利用海水将室内热量带走，可以减少舱内的通风量，在降低舱内风管的大小的同时也降低了风速，达到降低噪音的目的。空气射流通风技术是一种高效快捷的技术，这种技术的理论来源，是守恒定律和流体力学中，射流所具有的扰动特性，高速喷出的少量气体具有带动周围静止空气并带可以走厚重的气体的特性，将带动的空气送至设计所需的空间。它利用空气本身来控制空气分布，与主送风系统相互配合协作，在更少占用空间的情况下，将空气输送到舱室内的各个领域，射流通风技术的应用使舱室内的通风换气更加流畅。

3空气射流通风技术

3.1将空气射流通风技术应用于船舶机舱通风系统，需要分为两部分的装置，分别为空气射流通风系统和机舱主送风系统。机舱通风系统发挥着强大的作用，空气射流通风系统是不能将其完全取代的，但是它可以使机舱通风系统变得更加简捷和有效。常规的机舱通风系统中矩形风管的体积和结构是庞大而复杂的，空气射流通风系统内部构造简洁，占用空间小，布置灵巧，可以取代矩形风管，并且有着更加高效的工作效率。机舱通风系统，在采用空气射流通风技术之后，主机舱的送风系统工作将会更加高效，它只需将空气送至机舱主机的燃烧空气吸口附近，其中的一部分空气就可以被空气射流通风系统的高压离心机吸入，并且通过高速螺旋风管和喷嘴喷射气流将空气合理分送到机舱的各个空间。从喷嘴喷射气流中的空气射流会发散，并引导主要送风系统送来的主气流，将二者融入主气流之中，使气流分散到通风系统中设计所需的每一个地方，同时可以带走分布不均的油性颗粒或其他厚重气体。在甲板顶部的横梁间，一般会设置一个喷嘴，喷嘴可以将矫情的气体排除。

3.2空气射流通风系统有两个最大的作用，首先是将空气合理运输到机舱内各个空间，其次是带走机舱内的高温余热。常规的机舱通风系统，有着固有的缺点，它们只在出风口附近的区域发挥作用，舱室的布局导致了空气在风口吹出一段距离之后会出现滞留，所以通风系统只能在出风口的小范围发挥效果，很难达到良好的空气循环流动的效果，长此以往，机舱内的各种机器设备就会出现由于高温而产生的一系列问题。机舱通风系统在采用了空气射流通风技术之后，可以充分发挥空气射流通风技术的优势，引导并搅拌周围静止的空气，来使空气气流保持在一个平稳的速度水平，防止产生空气滞留曲和空气流动死角，并带走厚重的气体或其他浑浊气体，确保机舱内的温度适宜和通风良好。空气射流通风系统区别于一般通风系统，采用了圆形高速运转螺旋状风管来输送空气，因此比传统的矩形风管系统更加简洁并节约空间。

3.3船舶机舱的通风效果是由机舱内的气流组织和进风量所决定的，机舱内的气流组织是由机舱布风口和排风口的位置决定的。在系统的实际设计中，要将排风高度和送风角度、以及排风角度等因素考虑进对整个系统的影响，有针对性的增加风口可以增加船舶机舱内的空气流动，避免造成气流集聚。

结束语：船舶机舱通风系统设计要充分考虑排气和出气道的设计，规划好适当的位置，要避免因为气流短路导致的局部高温，所以应考虑气流组织的问题。冷却循环加新风的系统设计可以用于特殊情况下有密闭要求的水面船舰。射流通风技术的应用，有利于更好地扰动舱内的气流，温度场因此变得更加均匀，在总体资源允许的条件下，是较为经济和实用的解决空间狭小的机舱内通风问题的方式。

参考文献：

[1]曾宏强,周新.船舶机舱通风系统设计方法对比分析研究[J].中国造船,2016,57(02)

[2]梁彦超.某船机舱通风系统模拟分析及优化设计[D].上海交通大学,2011

[3]于学兴,孙培廷.船舶机舱通风系统的设计[J].世界海运,2002,(05)